două treimi din carbonul din biosfera terestră este stocat în sol, în principal ca material organic degradat. Ciclurile de Carbon rapid între atmosferă și sol ca CO2, iar solurile, în funcție de modul în care sunt gestionate, reprezintă o sursă importantă sau o scurgere de CO2 în atmosferă. Există îngrijorarea că solurile devin din ce în ce mai mult o sursă de CO2 pe măsură ce clima se încălzește și pe măsură ce schimbarea utilizării terenurilor duce la o perturbare crescută a solului. Azotul este un macronutrient care se limitează adesea la creșterea plantelor în ecosistemele temperate, deși poate fi un poluant în ecosistemele acvatice și în apa potabilă. Este rapid ciclat în sol, deoarece materia organică este descompusă de microorganisme descompuse. Azotul este, de asemenea, adăugat artificial în sol prin aplicarea îngrășămintelor sintetice sau prin poluarea atmosferică (adică depunerea de azot). Nivelurile ridicate de adăugare de azot pot duce la declinul pădurilor și la reducerea calității apei.

prin monitorizarea dinamicii carbonului și azotului din sol, evaluăm modul în care diferite manipulări experimentale (de exemplu, încălzirea, fertilizarea N, speciile de plante invazive) modifică capacitatea solului de a stoca și de a cicla acești nutrienți. Analizele specifice includ C organic total & N (cantitatea de materie organică stocată în sol), respirația solului (cantitatea de C care părăsește solul) și dinamica azotului (de exemplu, cantitatea de azot pusă la dispoziție pentru utilizarea plantelor și a organismului solului; cantitatea de azot care părăsește solul prin levigare sau pierdere gazoasă).